毕业塑胶模设计论文-成型零件的设计与加工工艺.doc

1、第 1 页 一 . 拟定模具结构形式 1 A. 确定型腔数量及排列方式 . 2 B. 模具结构形式的确定 . 2 二 . 注射机型号的确定 . 3 三 . 分型面位置的确定 . 3 四 . 浇注系统形式和浇口的设计 . 4 A. 主流道设计 . 4 1. 主流道尺寸 . 4 2. 主流道衬套的形式 . 4 3. 主流道衬套的 固定 . 5 B. 分流道设计 . 6 1. 主分流道的形状及尺寸 . 6 2. 主分流道长度 . 7 3. 副分流道的设计 . 8 4. 分流道的表面粗糙度 . 8 5. 分流道的布置形式 . 8 C. 浇口的设计 . 9 1. 浇口的选用 . 9 2. 浇口位置的选择

2、 . 11 D. 浇注系 统的平衡 . 12 E. 冷料穴的设计 . 13 五 . 成型零件的设计与加工工艺 . 13 A. 成型零件的结构设计 . 14 1. 前模仁的设计 . 14 2. 行位 1 的设计 . 15 3. 行位 2 的设计 . 23 4. 后模仁的设计 . 28 5. 后模仁镶件的设计 . 34 B. 成型零件的加工工艺 . 38 1. 前模仁的加工工艺 . 39 2. 行位 1 的加工工艺 . 40 第 2 页 一 . 拟定模具结构形式 A. 确定型腔数量及排列方式 型腔的数量是由厂方给定，为“一出四”即一模四腔，他们已考虑了本产品的生产批量（大批量生产）和自己的注射机型

3、号。因此我们设计的模具为多型腔的模具。 考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设 计，模具的型腔排列方式如下图所示： 图 (1) B. 模具结构形式的确定 由于塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般，且装配精度要求高，因此我们设计的模具采用多型腔多分型面。根据本塑件电动机绝缘胶架的结构，模具将会采用三个分模面，三个分型面。 第 3 页 二 . 注射机型号的确定 一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模具，厂方提供的注射机型号和规格以及各参数如下： 注射量： 95g 锁模力： 120T 模板大小

4、： 400 550 开模距离： 推出形式： 推出位置： 推出行程： 三 . 分型面位置的确定 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： 1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 2) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 3) 保证塑件的精度要求。 4) 满足塑件的外观质量要求。 5) 便于模具加工制造。 6) 对成型面积的影响。 7)

5、对排气效果的影响。 8) 对侧向抽芯的影响。 其中最重要的是第 5）和第 2）、第 8）点。为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。如下图所示，采用 A A 这样一个平直的分型面，前模（即定模）做成平的就行了，胶位全部做在后模（即动模），大简化了前模的加工。 A A 分型面也是整个模具的主分模面。下图中虚线所示的 B B 和 C C 分型面是行位（即滑块）的分型面。这样选择行位分型面，有利于线切割行位以及后模仁和后模镶件这些成型零件。分型面的选择 应尽可能使塑件在开模后留在后模一边，这样有助于后模设置的推出机构动作，在下图中，从 A A 分型，了 B B 处的行位向左移开

6、， C C 处的行位向右移开后，由于塑件收缩会包在后模仁和后模镶件上，依靠注射机的顶出装置和模具的推出机构推出塑件。 第 4 页 A AB CB C图 (2) 四 . 浇注系统形式和浇口的设计 A. 主流道设计 1. 主流道尺寸 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为 3.5 4mm。 2. 主流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接 触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式第 5 页 （俗称浇口套，这边称唧咀），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。唧咀都是标准件，只需去买就行了。

7、常用唧咀分为有托唧咀和无托唧咀两种下图为前者，有托唧咀用于配装定位圈。唧咀的规格有 12， 16， 20 等几种。由于注射机的喷嘴半径为 20，所以唧咀的为 R21。 图 (3) 3. 主流道衬套的固定 因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。第 6 页 定位圈也是标准件，外径 为 120mm，内径 35mm。具体固定形式如下图所示： 图 (4) B. 分流道设计 在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道

8、设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。 1. 主分流道的形状及尺寸 主分流道是图（ 6）中水 口板下水平的流道。 为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形梯形 U 形半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸： 42654.0 LmB （式 1） BH 32 （式 2） 式中 B梯形大底边的宽度（ mm） m塑件的重量（ g） 第 7 页 L分流道的长度（ mm） H梯形的高度（ mm） 梯形的侧面 斜

9、角 a 常取 50 150，在应用式（式 1）时应注意它的适用范围，即塑件厚度在 3.2mm 以下，重量小于 200g，且计算结果在3.2 9.5mm范围内才合理。 本电动机绝缘胶架的体积为 3221.7324mm3，质量大约 4g，分流道的长度预计设计成 140mm长，且有 4 个型腔，所以： 3.714042654.04 4 B 取 B 为 8mm 5832 H 取 H 为 5mm 梯形小底边宽度取 6mm，其侧边与垂直于分型面的方向约成 100。另外由于使用了水口板（即我们所说的定 模板和中间板之间再加的一块板），分流道必须做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脱模。 实际加工时实，常用两

10、种截面尺寸的梯形流道，一种大型号，一各小型号。如下图所示： 图 (5) 2. 主分流道长度 分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的，总长 140mm。 第 8 页 3. 副分流道的设计 副分流道即图（ 6）中的主分流道以下的两个土字形的流道 副分流道中竖直方向上有锥度的流道的锥度为单边 20，其最 底部直径为 6mm，水平方向上下两层流道的直径为 4mm，这些都是根据经验取值，其总长度为 38.15mm。 4. 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想

11、，因面分流道的内表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 1.6 m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 实际加工时，用铣床铣出流道后，少为省一下模，省掉加工纹理就行了。（省模：制造模具的一道很重要 的工序，一般配备了专业的省模女工，即用打磨机，沙纸，油石等打磨工具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。） 5. 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁

12、模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式，如下图： 第 9 页 图 (6) C. 浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却 是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。 1. 浇口的选用 浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同

13、时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。 从图 (6)中可看出，我们采用的是侧浇口。侧 浇口又称边缘浇口，第 10 页 国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这灯浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。 具体到这套模具，其浇口形式及尺寸如图（ 7）所示。浇口各部分尺寸都 是取的经验值。实际加工中，是先用圆形铣刀铣出直径为 4的分流道，再将材料进行热处理，然后做一个铜公（电极）去放电，用电火花打出这个浇口来的。 图 (7)